基于GWR和改进CLUE-S模型的区域土地利用格局模拟研究——以浙江省桐庐县为例

本文以浙江省桐庐县为研究区,在CLUE-S模型空间分析模块的回归建模中,考虑驱动因子对土地利用格局影响的空间不稳定性,用GWR Logistic模型取代全局最小二乘法(OLS)Logistic回归模型来建立土地利用格局与其驱动因子之间的回归模型,实现了对CLUE-S模型的改进,并进行土地利用格局模拟的实证研究与模型比较。研究结果表明,运用GWR Logistic对CLUE-S模型进行改进,不但可以获得更高的模拟准确率,而且可以获得各驱动因子对土地利用格局影响的空间分异特征。同时,运用改进的模型定量地分析影响区域土地利用变化的内在机制,进行土地利用格局的动态模拟,预测土地利用未来变化的趋势,可以为桐庐县及其类似地区的土地利用规划决策提供科学依据。

基于CLUE-S模型的临潼区基本农田划定研究!

在分析基本农田划定存在的问题和理解CLUE-S模型原理的基础上,探索应用CLUE-S模型进行基本农田划定的新方法,并以西安市临潼区作为研究区进行实证研究。研究结果显示,从数量方面,模拟值与规划值之间的差值率仅有0.64%,从质量方面,低等质量部分面积略有减少,中等质量部分面积有所增加,高等质量部分面积基本没有变化,总体质量没有下降。实现了基本农田划定工作"数量不减少,质量不下降"的要求,说明运用CLUE-S模型进行基本农田划定的新方法具有一定的科学性和可行性,是对基本农田划定新方法的有益探索。

CLUE-S模型的改进在亚热带城市边缘区的应用——以福州市仓山区为例

由于土地利用矛盾突出和地理位置独特,城市边缘区是中国目前土地利用变化最为剧烈的地域单元,是土地利用变化研究关注的热点区域,在土地资源的可持续利用、规划的科学制定上也具有重要意义.本研究以中国典型的亚热带城市边缘区——福州市仓山区为研究对象,引入Tietenberg资源分配模型改进目前国际上广泛应用的CLUE-S土地利用动态模拟模型的非空间需求模块,在研究区土地利用变化驱动机制分析的基础上,选择合适参数回溯了研究区2004年的土地利用现状、模拟了2020年的土地利用时空变化格局,拟合精度良好(Kappa指数为0.72).研究结果表明:以Tietenberg资源配置模型作为CLUE-S模型的非空间需求计算方法在一定意义上是合理的,同时,模拟结果也进一步证明了城市边缘区以非农建设用地占用耕地为主的用地矛盾.在此基础上,对该区域发展合理的用地空间布局提出了针对性的建议,该方法和成果可以作为城市边缘区制定土地利用规划和发展管理政策的参考依据.

基于CLUE-S模型和Markov模型的城镇土地利用变化模拟预测——以江苏省常熟市辛庄镇为例

基于高分辨率遥感影像解译得到江苏省常熟市辛庄镇4期土地利用历史数据,首先对CLUE-S模型的预测精度进行验证,然后利用CLUE-S模型和Markov模型相结合的方法对研究区未来土地利用变化进行3种不同情景的模拟预测,并系统分析了各情景下土地利用变化的时空特征。结果表明,CLUE-S模型在乡镇小尺度的土地利用变化模拟预测效果较好,精度较高。各情景下,建设用地的快速增长仍将在未来的土地利用变化中占据主导地位,且均以消耗大量的水田为代价,河流密布、交通便捷和经济发达的区域将是未来耕地非农化的"热点"区域。生态保护情景和基本农田保护情景对未来土地利用变化的调控效果较好,林地、水体、水田和旱地受到了更好的保护,并在一定程度上抑制了建设用地的肆意蔓延。

基于SD和CLUE-S模型的张掖市甘州区土地利用情景分析

近年来，学者们基于不同研究需要开发了很多土地利用变化／覆盖（LUCC）模型。但迄今没有一个单独的模型可在不同时空尺度上揭示所有土地利用变化的关键过程。本文尝试开发一种集成SD模型与CLUE—S模型的建模方法，用以弥补已有LUCC模型缺陷，并将其应用于张掖市甘州区的土地利用情景分析中，得到的LUCC模拟结果可为该区土地利用规划和环境管理提供一定的决策支持，同时为基于不同LUCC下垫面的水文过程情景分析提供源数据。结论如下：（1）开发了一个能够反映人类活动影响的SD模型，用于预测2000～2035年间不同土地利用类型在不同社会经济情景下的总需求量。（2）利用CLUE-S模型实现了土地利用需求驱动下的土地利用变化过程的空间表现。2000年土地利用模拟图的Kappa值为0．86，2005年的Kappa值为0．81，集成模型的整体精度较高，500m×500m的空间格网分析尺度适合研究区。（3）分析该集成建模优势及不足，为后续工作做好铺垫。

基于CLUE-S模型的黑河中游土地利用情景模拟研究——以张掖市甘州区为例

由于传统的土地利用空间统计分析问题中存在固有的空间自相关效应,进而影响到不同土地利用类型空间分布概率模拟的精度。研究在CLUE-S模型中传统的二值Logistics回归的基础之上引入了空间自相关因子形成Autologistic回归模型,并将其用于区域土地利用情景模拟。结果表明:(1)考虑了土地利用类型空间自相关性的Autologistic回归模型在模拟土地利用空间格局时能更好地反映真实土地利用分布格局。耕地、林地、草地、水域及未利用地的空间格局拟合优度ROC值分别从0.914、0.820、0.697、0.635和0.798提高到0.924、0.892、0.766、0.716和0.835;(2)基于Autologistic回归分析的建模对CLUE-S模型的模拟精度有一定的提高。Autolo-gistic回归分析下模拟结果的Kappa指数0.935 4大于Logistic回归模拟结果 0.888 0;(3)通过模拟2020年研究区5种情景方案下土地利用格局,表明在不同情景方案下的土地利用/覆被格局存在显著的空间差异:①自然增长情景方案下,耕地的增加对于保障粮食安全有重要意义,而建设用地的扩张则会促进研究区经济建设的快速发展,但林地和草地转化为未利用地会加剧土地的退化和生态环境的恶化;②在3种水资源约束情景方案下,水资源对干旱区土地利用/覆被变化的制约非常明显,提高水资源利用率是改善干旱区生态环境的一个重要措施;③土地结构优化情景方案下土地利用比较全面地考虑到了流域粮食安全、生态保护以及经济发展等需要,具有较强的合理性;④经济发展情景方案下建设用地快速扩张,大量侵占周边耕地和草地,粮食安全会受到较大的威胁;⑤生态保护情景方案下林地、草地和水域等生态保护用地面积呈显著扩张,区域生态环境质量明显改善。

基于CLUE-S模型的南京市土地利用变化模拟

本文以南京市为研究区,以南京市1986年的土地利用现状图为基础,分析研究区概况并根据数据的可获取性,选取13类土地利用变化驱动因素,利用逻辑斯蒂回归分析求解土地利用变化驱动因素作用系数矩阵。在此基础上运行CLUE-S模型,对南京市1996年的土地利用空间格局进行模拟。将模拟结果与南京市1996年土地利用现状图与进行对比,结果较为理想,模拟正确率达88.57%,KAPPA指数0.86。这说明CLUE-S模型具有成功模拟区域土地利用时空动态变化的能力,对土地利用预测、规划具有重要的指导作用。

基于CLUE-S模型集成设计的关键问题研究

在传统方法上使用CLUE-S模型进行土地利用变化模拟存在着效率低下的弊端,如需要借助SPSS软件进行Logistic回归分析和ROC曲线检验;需要借助数学方法进行土地需求量的预测,而预测方法之多会导致数学预测模型不好选取;此外显示土地利用模拟结果需要借助Arcgis软件。本文针对上述缺点,提出在基于CLUE-S模型基础上进行系统集成的设计思路,对其中的关键问题分别进行了研究,分别实现了各个功能。最后将模拟结果与Arcview软件生成的结果进行对比,完全符合。说明该设计思路是切实可行的,从而为解决上述困难提供了有效的方法基础,为该集成系统的有效运用提供了更为科学的依据。

基于CLUE-S模型框架的土地可持续利用情景预测--以阳泉市郊区为例

土地持续利用是区域可持续发展的核心内容与重要基础,提高土地利用效率、优化土地资源配置是推动区域经济可持续发展的必要手段。土地利用规划在推动土地资源可持续利用方面发挥了重要作用。在现有土地利用数据的基础上,充分整合自然和社会因素的影响,全面考虑各土地利用类型的供需平衡关系,合理预测未来土地利用变化情景,特别是建立一个开放性的研究框架,是土地利用研究和规划实践中亟待解决的问题。本文以阳泉市郊区为例,提出简化的CLUE-S模型研究框架,探讨研究区不同发展路径下的土地利用变化情景,以期为土地利用规划提供决策依据。研究结果表明,在土地利用规划中,耕地优先原则、生态保护原则、效益提高原则依次为发展路径的先后选择顺序。较"生态涵养"及"超速掠夺"路径,"均衡发展"路径安排耕地18131.57hm2,安排建设用地14069.40hm2,可以满足阳泉市郊区在未来15年内粮食自给率上升27个百分点,国内生产总值年均增幅达到13%的用地需求,为最适宜发展情景。

经济快速发展地区县级尺度土地利用空间格局变化模拟

选择位于长江三角洲地区社会经济快速发展的浙江省海盐县为研究区,利用1986年土地利用空间数据和影响研究区土地利用变化的驱动因子,运用CLUE-S模型,分别对其1995和2000年的土地利用空间变化格局进行模拟,经检验,模拟结果与实际情况基本吻合。在此基础上,对研究区未来20a的土地利用空间格局变化进行了3次不同情景的模拟。结果表明,县城周围、各中心镇、重点镇建成区周围以及主要公路干线沿线是耕地非农化的高发区,基本农田保护区的划定对耕地的保护具有重要意义。

太仆寺旗土地利用变化时空格局的动态模拟

本文以太仆寺旗为研究区 ,通过将土地利用驱动因子分解为稳定少动控制因子、年际变动影响因子与社会经济驱动因子 ,求解了太仆寺旗土地利用变化驱动因子作用系数矩阵 ,揭示了不同类型因子驱动土地利用变化的方向与强度。在此基础上 ,以CLUE S模型为框架 ,构建了太仆寺旗土地利用变化时空格局模拟模型 ,通过集成基于太仆寺旗土地利用系统动力学模型获取的土地利用变化及其社会经济驱动因子信息 ,动态模拟了太仆寺旗土地利用变化的时空模式 ,进行了参考模式、生态模式与经济模式下的情景分析。

基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式，选取北京山区怀柔水库流域为研究对象，基于研究区5期（1990、1995、2000、2005和2008）卫星遥感影像数据，分析了怀柔水库流域1990-2008年间土地利用时空变化特征，并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S 模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明：现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元，增幅5.4%.其中，流域涵养水源功能价值量增加最多，为560.9万元，净化大气的价值增长幅度最大，增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.

京津冀城市群景观格局变化机制与预测

"城市群"是我国新型城镇化的主体形态,对推进国民经济发展具有重大意义,但其聚集连片的快速扩张模式对资源环境的压力持续增加,已经成为制约未来可持续的瓶颈。以我国经济发展最为活跃,但生态环境问题十分突出的京津冀城市群为例,基于CLUE-S模型,模拟分析了1990—2010年京津冀城市群景观格局的变化特征及其驱动机制,并预测了未来景观格局的变化趋势。结果表明,(1)1990—2010年京津冀城市群景观格局变化显著。其中,人工表面持续增加,耕地明显下降,林地和草地格局的变化也存在明显的时序差异;(2)京津冀城市群景观格局的变化主要受自然和社会经济要素的综合影响,且不同景观类型之间的驱动机制存在明显差异。其中,林地更易在地势较高、坡度较大的西部地区分布,而河流、人工表面等更易在平坦低洼的区域分布;此外,不同景观类型变化的驱动机制存在显著的时序差异,例如,人工表面受地形的影响程度逐步降低,呈现更加离散的分布,且其分布特征由较早时期的向市中心集聚分布发展为逐渐远离市中心并向铁路、高速路周边集聚的趋势;(3)经检验,CLUE-S模型能够较好地动态模拟京津冀城市群的土地覆盖格局的变化特征,模型的Kappa指数达0.84。模拟预测结果显示,未来(2020年)景观格局演变的显著特征是人工表面将持续增加,耕地将继续显著减少。北京、天津、唐山和石家庄等核心城市的景观格局变化将最为显著。

景观生态学方法在规划环境影响评价中的应用——以大连森林公园东区规划环境影响评价为例

在综合考虑各种社会经济影响因素的基础上,从景观格局、景观功能、景观受胁迫性等3方面构建评价指标体系,并据此开展规划实施的景观生态影响综合评价.利用计算机模型模拟各种规划替代方案的景观格局动态,并通过分析景观格局指数的变化实现对规划替代方案的比选,建立起规划环评中景观生态学方法应用的技术框架,进而应用于大连森林公园东区建设规划环境影响评价.研究结果表明,规划的实施有利于区域景观格局和功能的改善,但会导致人类对景观干扰和胁迫加重.采用以旅游经济为主导型方案(替代方案1),景观破碎化趋势明显;以生态优先主导型方案(替代方案2),景观向整合集约化趋势发展.

四川盆地大都市边缘区土地利用时空格局模拟——以资阳市雁江区为例

以地处四川盆地成都1h经济圈内的资阳市雁江区为例，利用ETM影像和ALOS影像，通过决策树分类的方法，获取了区内2005年和2009年2期土地利用图。在此基础上，结合区内土地利用总体规划方案，选取与土地利用变化有关的社会经济因子和自然地理因子，运用CLUE．S模型对研究区2005～2020年的土地利用时空格局进行模拟，并对2009t地利用模拟数据进行验证，Kappa系数达到0．887，表明模拟成果精度较高。结果显示，CLUE．S模型模拟结果与土地利用总体规划的土地空间分布格局比较I勿合，能为成都平原地区县级城市的土地利用发展规划提供参考。

土地利用变化分析及时空动态模拟

在分析土地利用变化的速度、程度和区域差异性基础上,以CLUE-S模型为框架,构建土地利用时空变化格局模拟模型.以天津市为研究区域,动态模拟了2020年的土地利用情景,揭示天津市未来土地利用变化态势,模拟结果对土地利用规划与管理具有指导作用.

政策影响下土地利用空间布局变化模拟分析

目前,对土地利用在空间布局方面的研究已经成为新兴热点,而对于政策影响下的土地利用空间布局变化模拟研究与分析的成果尚只存少数。因此,本文在对研究区进行土地利用现状于结构和空间布局两方面的分析的基础上,根据研究区当前面临的主要土地利用变化相关政策进行需求变化研究,通过合理选择土地利用分类,运用逻辑回归分析及ROC曲线等方法进行反复的驱动因子筛选,最终选出最适用于研究区特点的因子,并通过CLUE-S模型对土地利用变化政策在空间布局上的影响做出合理模拟。结果显示,采用确切符合研究区特点的参数设置,灵活多变地选用驱动因子可以有效地帮助实现运用CLUE-S模型同时模拟出"建设用地上山"、"建设用地为耕地腾挪土地"、"建设用地沿河沿路发展"、"重点产业用地扩张"等多项土地利用政策在空间上的布局,其结果对土地利用变化研究、土地利用规划工作等具有一定意义。